JPH02230701A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
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- JPH02230701A JPH02230701A JP1051289A JP5128989A JPH02230701A JP H02230701 A JPH02230701 A JP H02230701A JP 1051289 A JP1051289 A JP 1051289A JP 5128989 A JP5128989 A JP 5128989A JP H02230701 A JPH02230701 A JP H02230701A
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Landscapes
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は感湿素子、特には感湿膜の強度が大きくて感応
特性がよく、さらにはヒステリシスが小さく、加熱クリ
ーニングが不用で、長期間安定して感湿特性を示す感湿
素子に関するものである。
特性がよく、さらにはヒステリシスが小さく、加熱クリ
ーニングが不用で、長期間安定して感湿特性を示す感湿
素子に関するものである。
(従来の技術)
感湿素子としては湿度による電気抵抗値の変化を利用し
たものが知られており、この感湿材料としては電解買系
のもの、高分子膜系のもの、セラミック系のものを使用
したものが公知とされている。
たものが知られており、この感湿材料としては電解買系
のもの、高分子膜系のもの、セラミック系のものを使用
したものが公知とされている。
(発明による解決されるべき課題)
しかし、この電解質系のものには高湿度領域での吸湿性
が顕著であるが、流動性となるために強度が小さく、測
定湿度領域もO〜60%RH程度になるという不利があ
り、高分子膜系のものには60℃以上の高温で使用する
と膜が変質し、感度が低下するという欠点がある. また、セラミック系のものは物理的、化学的に安定であ
るけれども応答速度がおそく、ヒステリシスが大きいと
いう不利があり、これにはまた定期的に感湿部を500
〜600℃の温度に加熱してリフレッシュしなければな
らないという欠点もある.そのため、このセラミック系
の感湿素子については結合剤としてオルガノポリシロキ
サンを使用することも提案されている(特開昭61−1
47137号、特開昭81−147139号、特開昭6
1−147141号公報参照)が、これには感湿膜を焼
成するときのオルガノボリシロキサンの分解に伴なう重
量変化、体積収縮が犬ぎいために膜にクラックなどが発
生し、強度的に問題点があるという欠点がある.(課題
を解決するための手段) 本発明はこのような不利、欠点を解決した感湿素子に関
するものであり、これは絶縁性基板上に形成させた導電
性電極の表面上に、オルガノポリシランと無機酸化物と
からなる組成物を焼成してなる感湿層を設けたなること
を特徴とするものである. すなわち、本発明者らは前記したような不利を伴なわな
い感湿素子を開発すべく種々検討した結果、導電性電極
上に設置する感湿層をオルガノポリシランと無機酸化物
とからなる組成物を焼成したものとすると、この感湿素
子は機械的強度がすぐれていて応答特性もよく、さらに
はヒステリシスも小さいものになるし、従来のセラミッ
ク系のものが空気中の水分の吸脱着によるIf!.湿膜
表面への水酸基の化学吸着による感湿特性の劣下防止の
ために加熱クリーニング装置が必要とされたのであるが
、このような装置は必要でなく、長期間安定して使用す
ることができるということを見出して本発明を完成させ
た。
が顕著であるが、流動性となるために強度が小さく、測
定湿度領域もO〜60%RH程度になるという不利があ
り、高分子膜系のものには60℃以上の高温で使用する
と膜が変質し、感度が低下するという欠点がある. また、セラミック系のものは物理的、化学的に安定であ
るけれども応答速度がおそく、ヒステリシスが大きいと
いう不利があり、これにはまた定期的に感湿部を500
〜600℃の温度に加熱してリフレッシュしなければな
らないという欠点もある.そのため、このセラミック系
の感湿素子については結合剤としてオルガノポリシロキ
サンを使用することも提案されている(特開昭61−1
47137号、特開昭81−147139号、特開昭6
1−147141号公報参照)が、これには感湿膜を焼
成するときのオルガノボリシロキサンの分解に伴なう重
量変化、体積収縮が犬ぎいために膜にクラックなどが発
生し、強度的に問題点があるという欠点がある.(課題
を解決するための手段) 本発明はこのような不利、欠点を解決した感湿素子に関
するものであり、これは絶縁性基板上に形成させた導電
性電極の表面上に、オルガノポリシランと無機酸化物と
からなる組成物を焼成してなる感湿層を設けたなること
を特徴とするものである. すなわち、本発明者らは前記したような不利を伴なわな
い感湿素子を開発すべく種々検討した結果、導電性電極
上に設置する感湿層をオルガノポリシランと無機酸化物
とからなる組成物を焼成したものとすると、この感湿素
子は機械的強度がすぐれていて応答特性もよく、さらに
はヒステリシスも小さいものになるし、従来のセラミッ
ク系のものが空気中の水分の吸脱着によるIf!.湿膜
表面への水酸基の化学吸着による感湿特性の劣下防止の
ために加熱クリーニング装置が必要とされたのであるが
、このような装置は必要でなく、長期間安定して使用す
ることができるということを見出して本発明を完成させ
た。
以下これをさらに詳述する.
(作用)
本発明の感湿素子は上記したように絶縁性基板上に形成
させた導電性電極の表面上に、オルガノボリシランと無
機酸化物との組成物を焼成した感湿層を設けたものであ
るが、この絶縁性基板、電極は公知のものでよく、した
がってこれはアルミナ、八AN,ガラスなどの絶縁性基
板上に^g−Pd合金ペースト, Auペースト、Ru
02ベーストなどの導電性ペーストをスクリーン印刷し
て電極を形成させたものとすればよい。電極の形状は特
に限定されず、くし形電極、対向電極、積層タイプのボ
ーラス電極等公知のものが使用できるが、好ましくはく
し形電極とすることが良い. 本発明の耐水性感湿素子はこの公知の絶縁性基板上に形
成させた電極の表面に設けた感湿膜の構成に関するもの
であるが、この感湿膜はオルガノポリシランと無機酸化
物とからなる組成物を焼成してなるものとされる. このオルガノポリシランは一般式 X−(R’R”Si)llX − − ●・( 1
)で示され、R+がメチル基、エチル基、プロビル基
、ブチル基、オクチル基などのような炭素数1〜10の
アルキル基、R2がメチル基、エチル基、プロビル基、
ブチル基などの炭素数4以下のアルキル基またはフェニ
ル&、トリル基などのアリール基、Xが水素原子または
水酸基、nが2以上の整数であるもの、または一般式 (OR)3−cR’cs1−A(R’R”Si)a^−
SiR’− (OR) s−。
させた導電性電極の表面上に、オルガノボリシランと無
機酸化物との組成物を焼成した感湿層を設けたものであ
るが、この絶縁性基板、電極は公知のものでよく、した
がってこれはアルミナ、八AN,ガラスなどの絶縁性基
板上に^g−Pd合金ペースト, Auペースト、Ru
02ベーストなどの導電性ペーストをスクリーン印刷し
て電極を形成させたものとすればよい。電極の形状は特
に限定されず、くし形電極、対向電極、積層タイプのボ
ーラス電極等公知のものが使用できるが、好ましくはく
し形電極とすることが良い. 本発明の耐水性感湿素子はこの公知の絶縁性基板上に形
成させた電極の表面に設けた感湿膜の構成に関するもの
であるが、この感湿膜はオルガノポリシランと無機酸化
物とからなる組成物を焼成してなるものとされる. このオルガノポリシランは一般式 X−(R’R”Si)llX − − ●・( 1
)で示され、R+がメチル基、エチル基、プロビル基
、ブチル基、オクチル基などのような炭素数1〜10の
アルキル基、R2がメチル基、エチル基、プロビル基、
ブチル基などの炭素数4以下のアルキル基またはフェニ
ル&、トリル基などのアリール基、Xが水素原子または
水酸基、nが2以上の整数であるもの、または一般式 (OR)3−cR’cs1−A(R’R”Si)a^−
SiR’− (OR) s−。
・・・(2)
で示され、R’.R”.nは上記に同じ、RSがR2と
同じアルキル基またはアリール基、^がメチレン基、エ
チレン基、トリメチレン基などのアルキレン基、CがO
または1であるものなどが例示され、これには (nは2以上の整数)などが示されるが、これらの中で
は式( (CI{3) 2Sj) n . (CHs−
CsHsSi)nで示されるジメチルシラン、メチルフ
ェニルシランの環状物または線状ポリシランが好ましい
ものとされる。
同じアルキル基またはアリール基、^がメチレン基、エ
チレン基、トリメチレン基などのアルキレン基、CがO
または1であるものなどが例示され、これには (nは2以上の整数)などが示されるが、これらの中で
は式( (CI{3) 2Sj) n . (CHs−
CsHsSi)nで示されるジメチルシラン、メチルフ
ェニルシランの環状物または線状ポリシランが好ましい
ものとされる。
また、ここに使用される無機酸化物としては吸湿性の高
いシリカ、半導電性を示すTiO2. Sn02FeJ
4, BaTiOsなどが挙げられ、吸湿性の点からシ
リカが好ましいものとされるが、これはこれらの二種ま
たは二種以上を組み合せて用いてもよく、この添加量は
上記したオルガノポリシラン100重量部に対し1重量
部より小さいと膜強度が低くなり,400重量部より多
くしても膜強度が低くなるので1〜400重量部の範囲
とすればよい. この感湿層の形成は上記した導電性電極の表面上に、上
記したオルガノポリシランと無機酸化物との組成物をス
クリーン印刷、デイッピング、エアスプレー法などの方
法で必要な膜厚に塗布し、室温で乾燥し、100〜25
0℃で焼成してこの塗膜を硬化させ、さらに350〜8
50℃で焼成して多孔質化させたのち、60〜80℃、
95%RHの雰囲気中で二一ジングして膜表面を水和安
定化させることによって作られるし、このものはついで
この表面にシリコーンを塗布し、この塗膜を加熱硬化さ
せてこの膜表面をシリコーン硬化皮膜で被覆したものと
すれば耐水性のよいものとすることができるが、目的と
する感湿素子はこの乾湿層を設けた電極部分にリード線
を半田付けすることによって得ることができる. 第1図は本発明の感湿素子の斜視図を示したものであり
、これは絶縁性基板1の上に合金系べ−ストなどでくし
形電極2をスクリーン印刷したのちこれを焼付け処理し
、ついでこの電極2の上にオルガノポリシランと無機酸
化物とからなる組成物をスクリーン印刷し、焼成して感
湿素子3を形成させ、これにリード線4を半田付けする
ことによって製造される. (実施例) つぎに本発明の実施例をあげるが、例中の部は重量部を
示したものである。
いシリカ、半導電性を示すTiO2. Sn02FeJ
4, BaTiOsなどが挙げられ、吸湿性の点からシ
リカが好ましいものとされるが、これはこれらの二種ま
たは二種以上を組み合せて用いてもよく、この添加量は
上記したオルガノポリシラン100重量部に対し1重量
部より小さいと膜強度が低くなり,400重量部より多
くしても膜強度が低くなるので1〜400重量部の範囲
とすればよい. この感湿層の形成は上記した導電性電極の表面上に、上
記したオルガノポリシランと無機酸化物との組成物をス
クリーン印刷、デイッピング、エアスプレー法などの方
法で必要な膜厚に塗布し、室温で乾燥し、100〜25
0℃で焼成してこの塗膜を硬化させ、さらに350〜8
50℃で焼成して多孔質化させたのち、60〜80℃、
95%RHの雰囲気中で二一ジングして膜表面を水和安
定化させることによって作られるし、このものはついで
この表面にシリコーンを塗布し、この塗膜を加熱硬化さ
せてこの膜表面をシリコーン硬化皮膜で被覆したものと
すれば耐水性のよいものとすることができるが、目的と
する感湿素子はこの乾湿層を設けた電極部分にリード線
を半田付けすることによって得ることができる. 第1図は本発明の感湿素子の斜視図を示したものであり
、これは絶縁性基板1の上に合金系べ−ストなどでくし
形電極2をスクリーン印刷したのちこれを焼付け処理し
、ついでこの電極2の上にオルガノポリシランと無機酸
化物とからなる組成物をスクリーン印刷し、焼成して感
湿素子3を形成させ、これにリード線4を半田付けする
ことによって製造される. (実施例) つぎに本発明の実施例をあげるが、例中の部は重量部を
示したものである。
実施例
7 X 1 7 x 0.635a+mのアルミナ絶縁
基板1の上に八g−Pd合金系ペーストを用いて第1図
に示したようにくし形状の電極部2をスクリーン印刷し
たのち、800℃に加熱してこれを焼き付けた.ついで
この電極2の上に弐〇−(CHs・CaHsSi)a,
Hで示されるメチルフェニルボリシラン50部、無機酸
化物としてのSnO,.T−1 (三菱金属(株)製商
品名)25部、シリカゲル・サイロイド66(富士デヴ
イソン(株)製商品名〕25部、キシレン溶剤10部か
らなる組成物をスクリーン印刷して厚さ20μmの塗膜
を作り、室温で60分間乾燥したのち500℃で90分
間焼成し、さらに80℃、95%RHの雰囲気中で10
0時間放置して二一ジングして感湿層3を形成させ、こ
の電極部にリード線4を半田付づけして第1図に示した
ような感湿素子を作った. つぎにこの感湿素子を温度湿度試験器中に入れ30℃、
IKHz,IVの条件でLcZメータを用いてその感湿
特性をしらべたところ、第2図のA線(製作初期)、A
゛線(6ケ月放置後)の結果が得られ、これは比較のた
めに行なった従来公知の^11 0,−Mgo−ZnO
系のセラミックス系感湿素子の測定結果としてのB線(
製作初期)、B゜線(6ケ月放置後)にくらべて抵抗値
の変動が小さく、経時安定性及び感湿特性のすぐれたも
のであった。
基板1の上に八g−Pd合金系ペーストを用いて第1図
に示したようにくし形状の電極部2をスクリーン印刷し
たのち、800℃に加熱してこれを焼き付けた.ついで
この電極2の上に弐〇−(CHs・CaHsSi)a,
Hで示されるメチルフェニルボリシラン50部、無機酸
化物としてのSnO,.T−1 (三菱金属(株)製商
品名)25部、シリカゲル・サイロイド66(富士デヴ
イソン(株)製商品名〕25部、キシレン溶剤10部か
らなる組成物をスクリーン印刷して厚さ20μmの塗膜
を作り、室温で60分間乾燥したのち500℃で90分
間焼成し、さらに80℃、95%RHの雰囲気中で10
0時間放置して二一ジングして感湿層3を形成させ、こ
の電極部にリード線4を半田付づけして第1図に示した
ような感湿素子を作った. つぎにこの感湿素子を温度湿度試験器中に入れ30℃、
IKHz,IVの条件でLcZメータを用いてその感湿
特性をしらべたところ、第2図のA線(製作初期)、A
゛線(6ケ月放置後)の結果が得られ、これは比較のた
めに行なった従来公知の^11 0,−Mgo−ZnO
系のセラミックス系感湿素子の測定結果としてのB線(
製作初期)、B゜線(6ケ月放置後)にくらべて抵抗値
の変動が小さく、経時安定性及び感湿特性のすぐれたも
のであった。
また、この感湿素子の応答特性、ヒステリシスをしらべ
たところ、応答特性については3o→90%RHについ
て第3図C線に示したように1分、90→30%RHに
ついて第3図C゜線に示したように1分30秒という結
果が得られ、これは比較のために行なフた上記のセラミ
ック系のものが30→90%RHで第3図D線に示した
ように4分、90−30%RHで第3.図D゜線で示し
たように5分であるのに比較して応答特性にすぐれたも
のであることが判ったし、このヒステリシスについても
本発明の感湿素子が第4図のE,E゜線に示したように
加湿過程(E線)、除湿過程(E’線)でほとんど同じ
インピーダンス値を示すものであるのに対し、比較例と
してのセラミック系のものは第4図F,F’線に示した
ように加湿過程と除湿過程でインピーダンス値がかなり
離れており、ヒステリシスの大辣いものであることが確
認された. また、上記の方法で作られた本発明の感湿素子にはクラ
ックの発生もなく、したがって機械的強度もすぐれたも
のであったが、比較例のものはクラックが発生しており
、機械的強度も劣るものであった. (発明の効果) 本発明の感湿素子は前記したように絶縁性基板上に形成
させた導電性電極上に、オルガノポリシランと無機酸化
物とからなる組成物を焼成してなる感湿層を設けたもの
であるが、この感湿層は強度が大きくて感応特性もよく
、さらにはヒステリシスも小さく、加熱クリーニングも
不用なので、長期間安定して感湿特性を示すという有利
性を与える.
たところ、応答特性については3o→90%RHについ
て第3図C線に示したように1分、90→30%RHに
ついて第3図C゜線に示したように1分30秒という結
果が得られ、これは比較のために行なフた上記のセラミ
ック系のものが30→90%RHで第3図D線に示した
ように4分、90−30%RHで第3.図D゜線で示し
たように5分であるのに比較して応答特性にすぐれたも
のであることが判ったし、このヒステリシスについても
本発明の感湿素子が第4図のE,E゜線に示したように
加湿過程(E線)、除湿過程(E’線)でほとんど同じ
インピーダンス値を示すものであるのに対し、比較例と
してのセラミック系のものは第4図F,F’線に示した
ように加湿過程と除湿過程でインピーダンス値がかなり
離れており、ヒステリシスの大辣いものであることが確
認された. また、上記の方法で作られた本発明の感湿素子にはクラ
ックの発生もなく、したがって機械的強度もすぐれたも
のであったが、比較例のものはクラックが発生しており
、機械的強度も劣るものであった. (発明の効果) 本発明の感湿素子は前記したように絶縁性基板上に形成
させた導電性電極上に、オルガノポリシランと無機酸化
物とからなる組成物を焼成してなる感湿層を設けたもの
であるが、この感湿層は強度が大きくて感応特性もよく
、さらにはヒステリシスも小さく、加熱クリーニングも
不用なので、長期間安定して感湿特性を示すという有利
性を与える.
第1図は本発明の感湿素子を示した斜視図、第2図は実
施例および比較例における感湿素子の感湿特性を示すグ
ラフ、第3図はその応答特性、第4図はそのヒステリシ
スの測定結果を示したグラフである. 1・・・絶縁性基板、 2・・・導電性くし形電極、 3・・・感湿層、 4・・・リード線.RH
% 第 図 峙向
施例および比較例における感湿素子の感湿特性を示すグ
ラフ、第3図はその応答特性、第4図はそのヒステリシ
スの測定結果を示したグラフである. 1・・・絶縁性基板、 2・・・導電性くし形電極、 3・・・感湿層、 4・・・リード線.RH
% 第 図 峙向
Claims (1)
- 1、絶縁性基板上に形成させた導電性電極の表面上に、
オルガノポリシランと無機酸化物とからなる組成物を焼
成してなる感湿層を設けてなることを特徴とする感湿素
子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1051289A JPH02230701A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1051289A JPH02230701A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 感湿素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02230701A true JPH02230701A (ja) | 1990-09-13 |
Family
ID=12882770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1051289A Pending JPH02230701A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 感湿素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02230701A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58187841A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-02 | Yazaki Corp | 湿度感応素子およびその製法 |
-
1989
- 1989-03-03 JP JP1051289A patent/JPH02230701A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58187841A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-02 | Yazaki Corp | 湿度感応素子およびその製法 |
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